I slutten av januar ble det rapporter om nye fremskritt innen russisk vitenskap og teknologi. Fra offisielle kilder ble det kjent at et av de innenlandske prosjektene til en lovende jetmotor av detonasjonstype allerede har bestått testfasen. Dette nærmer øyeblikket for fullført ferdigstillelse av alt nødvendig arbeid, i henhold til resultatene av hvilke rom- eller militære missiler av russisk design vil kunne skaffe nye kraftverk med økte egenskaper. Videre kan de nye prinsippene for motordrift finne anvendelse ikke bare innen missiler, men også på andre områder.
I slutten av januar fortalte visestatsminister Dmitry Rogozin innenlandsk presse om forskningsorganisasjoners siste suksesser. Blant andre temaer berørte han prosessen med å lage jetmotorer ved hjelp av nye driftsprinsipper. En lovende motor med detonasjonsforbrenning har allerede blitt testet. Ifølge visestatsministeren tillater bruk av nye prinsipper for drift av kraftverket en betydelig økning i ytelsen. I sammenligning med strukturer i tradisjonell arkitektur observeres en økning i skyvekraften på omtrent 30%.
Detonasjonsrakettmotordiagram
Moderne rakettmotorer av forskjellige klasser og typer, operert på forskjellige felt, bruker den såkalte. isobarsyklus eller forbrenning av deflagrasjon. Brennkamrene deres opprettholder et konstant trykk der drivstoffet brenner sakte. En motor basert på deflagration -prinsipper trenger ikke spesielt holdbare enheter, men den er begrenset i maksimal ytelse. Å øke de grunnleggende egenskapene, fra et visst nivå, viser seg å være urimelig vanskelig.
Et alternativ til en motor med en isobarsyklus i sammenheng med å forbedre ytelsen er et system med den såkalte. forbrenning av detonasjon. I dette tilfellet skjer oksidasjonsreaksjonen til drivstoffet bak sjokkbølgen som beveger seg med høy hastighet gjennom forbrenningskammeret. Dette stiller spesielle krav til motordesignet, men gir samtidig åpenbare fordeler. Når det gjelder drivstoffforbrenningseffektivitet, er detonasjonsforbrenning 25% bedre enn forbrenning av deflagrasjon. Det skiller seg også fra forbrenning med konstant trykk ved den økte kraften til varmeavgivelse per overflateenhet på reaksjonsfronten. I teorien er det mulig å øke denne parameteren med tre til fire størrelsesordener. Som en konsekvens kan hastigheten til de reaktive gassene økes 20-25 ganger.
Dermed er detonasjonsmotoren, med sin økte effektivitet, i stand til å utvikle mer kraft med mindre drivstofforbruk. Fordelene i forhold til tradisjonelle design er åpenbare, men inntil nylig har fremgang på dette området igjen mye å være ønsket. Prinsippene for en detonasjons jetmotor ble formulert tilbake i 1940 av den sovjetiske fysikeren Ya. B. Zeldovich, men ferdige produkter av denne typen har ennå ikke nådd utnyttelse. Hovedårsakene til mangelen på reell suksess er problemer med opprettelsen av en tilstrekkelig sterk struktur, samt vanskeligheten med å starte og deretter opprettholde en sjokkbølge ved bruk av eksisterende drivstoff.
Et av de siste innenlandske prosjektene innen detonasjonsrakettmotorer ble lansert i 2014 og utvikles hos NPO Energomash oppkalt etter Akademiker V. P. Glushko. I henhold til tilgjengelige data var målet for prosjektet med koden "Ifrit" å studere de grunnleggende prinsippene for ny teknologi med den påfølgende opprettelsen av en flytende drivstoff-rakettmotor som bruker parafin og gassformig oksygen. Den nye motoren, oppkalt etter branndemonene fra arabisk folklore, var basert på prinsippet om forbrenning av spinndetonasjon. I samsvar med prosjektets hovedidé må sjokkbølgen kontinuerlig bevege seg i en sirkel inne i brennkammeret.
Hovedutvikleren for det nye prosjektet var NPO Energomash, eller rettere sagt et spesielt laboratorium som ble opprettet på grunnlag av dette. I tillegg var flere andre forsknings- og utviklingsorganisasjoner involvert i arbeidet. Programmet mottok støtte fra Advanced Research Foundation. Ved felles innsats klarte alle deltakerne i Ifrit -prosjektet å danne et optimalt utseende for en lovende motor, samt lage et forbrenningskammer med nye driftsprinsipper.
For å studere utsiktene til hele retningen og nye ideer, en såkalt. modell detonasjon forbrenningskammer som oppfyller kravene til prosjektet. En så erfaren motor med redusert konfigurasjon skulle bruke flytende parafin som drivstoff. Oksygengass ble foreslått som et oksidasjonsmiddel. I august 2016 begynte testing av et prototypekamera. Det er viktig at et prosjekt av denne typen for første gang i historien ble brakt til stadiet med benketester. Tidligere ble innenlandske og utenlandske detonasjonsrakettmotorer utviklet, men ikke testet.
Under testene av modellprøven ble det oppnådd svært interessante resultater, som viste korrektheten i tilnærmingene som ble brukt. Så på grunn av bruk av riktige materialer og teknologier viste det seg å bringe trykket inne i forbrenningskammeret til 40 atmosfærer. Kraften til det eksperimentelle produktet nådde 2 tonn.
Modellkammer på en testbenk
Visse resultater ble oppnådd innenfor rammen av Ifrit-prosjektet, men den innenlandske væskedrevne detonasjonsmotoren er fortsatt langt fra fullverdig praktisk anvendelse. Før introduksjonen av slikt utstyr i nye teknologiske prosjekter, må designere og forskere løse en rekke av de mest alvorlige problemene. Først da vil rakett- og romfartsindustrien eller forsvarsindustrien kunne begynne å realisere potensialet til den nye teknologien i praksis.
I midten av januar publiserte Rossiyskaya Gazeta et intervju med sjefsdesigneren for NPO Energomash, Petr Levochkin, om den nåværende situasjonen og utsiktene for detonasjonsmotorer. Representanten for utviklerfirmaet husket de viktigste bestemmelsene i prosjektet, og berørte også temaet om suksessene som ble oppnådd. I tillegg snakket han om mulige anvendelsesområder for "Ifrit" og lignende strukturer.
For eksempel kan detonasjonsmotorer brukes i hypersoniske fly. P. Lyovochkin husket at motorene som nå er foreslått for bruk på slikt utstyr, bruker subsonisk forbrenning. Ved hypersonisk hastighet på flyapparatet må luften som kommer inn i motoren senkes til lydmodus. Bremseenergien må imidlertid føre til ytterligere termiske belastninger på flyrammen. I detonasjonsmotorer når forbrenningshastigheten minst M = 2, 5. Dette gjør det mulig å øke flyets hastighet. En slik maskin med en detonasjonstype motor vil kunne akselerere til åtte ganger hastigheten på lyden.
Imidlertid er de virkelige utsiktene for rakettmotorer av detonasjonstype ennå ikke veldig store. I følge P. Lyovochkin, "åpnet vi nettopp døren til detonasjonsforbrenningsområdet." Forskere og designere må studere mange spørsmål, og først etter det vil det være mulig å lage strukturer med praktisk potensial. På grunn av dette må romindustrien bruke tradisjonelle flytende drivmotorer i lang tid, noe som imidlertid ikke negerer muligheten for ytterligere forbedring.
Et interessant faktum er at detonasjonsprinsippet om forbrenning ikke bare brukes innen rakettmotorer. Det er allerede et innenlandsk prosjekt for et luftfartssystem med et forbrenningskammer av detonasjonstype som opererer etter et pulsprinsipp. En prototype av denne typen ble testet, og i fremtiden kan den gi en start på en ny retning. Nye motorer med bankeforbrenning kan finne anvendelse på en lang rekke områder og delvis erstatte tradisjonelle gassturbin- eller turbojetmotorer.
Det innenlandske prosjektet med en detonasjonsflymotor blir utviklet på OKB im. ER. Vugge. Informasjon om dette prosjektet ble først presentert på fjorårets internasjonale militærtekniske forum "Army-2017". På standen til firmautvikleren var det materialer på forskjellige motorer, både serielle og under utvikling. Blant sistnevnte var en lovende detonasjonsprøve.
Essensen i det nye forslaget er å bruke et ikke-standardt brennkammer som er i stand til å pulse detonere forbrenning av drivstoff i en luftatmosfære. I dette tilfellet må frekvensen av "eksplosjoner" inne i motoren nå 15-20 kHz. I fremtiden er det mulig å øke denne parameteren ytterligere, som følge av at motorstøyen vil gå utover det området som det menneskelige øret oppfatter. Slike motoregenskaper kan være av en viss interesse.
Første lansering av det eksperimentelle produktet "Ifrit"
Imidlertid er de viktigste fordelene med det nye kraftverket forbundet med forbedret ytelse. Benketester av prototyper har vist at de overskrider tradisjonelle gassturbinmotorer med omtrent 30% i spesifikke indikatorer. Ved den første offentlige demonstrasjonen av materialer på motoren OKB im. ER. Vuggene klarte å få ganske høye ytelsesegenskaper. En erfaren motor av en ny type klarte å fungere i 10 minutter uten avbrudd. Den totale driftstiden for dette produktet på standen på det tidspunktet oversteg 100 timer.
Representanter for utviklingsselskapet indikerte at det allerede er mulig å lage en ny detonasjonsmotor med en skyvekraft på 2-2,5 tonn, egnet for installasjon på lette fly eller ubemannede luftfartøyer. I utformingen av en slik motor er det foreslått å bruke den såkalte. resonatoranordninger som er ansvarlige for riktig forbrenning av drivstoff. En viktig fordel med det nye prosjektet er den grunnleggende muligheten for å installere slike enheter hvor som helst i flyrammen.
Eksperter fra OKB dem. ER. Vuggene har jobbet med flymotorer med impuls detonasjon forbrenning i mer enn tre tiår, men så langt har prosjektet ikke forlatt forskningsstadiet og har ingen reelle utsikter. Hovedårsaken er mangel på ordre og nødvendig finansiering. Hvis prosjektet får den nødvendige støtten, kan det i overskuelig fremtid opprettes en prøve -motor som er egnet for bruk på forskjellige utstyr.
Til dags dato har russiske forskere og designere klart å vise svært bemerkelsesverdige resultater innen jetmotorer ved hjelp av nye driftsprinsipper. Det er flere prosjekter på en gang egnet for bruk i rakettrom og hypersoniske områder. I tillegg kan de nye motorene også brukes i "tradisjonell" luftfart. Noen prosjekter er fortsatt i en tidlig fase og er ennå ikke klare for inspeksjoner og annet arbeid, mens på andre områder er de mest bemerkelsesverdige resultatene allerede oppnådd.
Etter å ha undersøkt temaet for detonasjon forbrenning jetmotorer, var russiske spesialister i stand til å lage en benk modell modell av et forbrenningskammer med de ønskede egenskapene. Det eksperimentelle produktet "Ifrit" har allerede bestått tester, hvor en stor mengde forskjellig informasjon ble samlet inn. Ved hjelp av innhentede data vil utviklingen av retningen fortsette.
Å mestre en ny retning og oversette ideer til en praktisk anvendelig form vil ta mye tid, og av denne grunn vil rom- og hærraketter i overskuelig fremtid bare bli utstyrt med tradisjonelle flytende drivmotorer. Likevel har arbeidet allerede forlatt det rent teoretiske stadiet, og nå bringer hver testlansering av en eksperimentell motor øyeblikket for å bygge fullverdige missiler med nye kraftverk.
